[发明专利]具有散热结构的电源单元

说明书

公开了一种具有散热结构的电源单元。该电源单元包括：变压器；初级部件，其构成连接至变压器的初级电路；次级部件，其构成连接至变压器的次级电路；扼流线圈；基板，其包括变压器、初级部件、次级部件和扼流线圈；金属板，其连接至基板；以及连接构件，其连接初级部件和变压器。初级部件和变压器被层叠以构成第一层叠体。金属板的一部分被布置成与靠近初级部件的程度相比更靠近变压器，并且金属板和变压器通过接地线电连接。接地线与金属板之间的连接点被定位成与靠近初级部件的程度相比更靠近变压器。

技术领域

本公开内容涉及具有变压器的电源单元。

背景技术

通常，电源单元例如DC-DC转换器包括各种电气部件，例如变压器、扼流线圈以及其它电气部件。这些电气部件产生热，使得在电源单元被收缩(shrunk)或者电源单元需要提供大量电流时辐射这些电气部件所产生的热将会成问题。例如，日本专利第4924797号公开了如下电源单元：其中允许大量电流流动的次级线圈的导体固定至在基板上固定的金属衬底。因此，根据上述专利文献的电源单元实现了热消散，也就是说，由具有相对大的发热值的次级线圈所产生的热经由金属衬底被有效地传递至基板。

然而，在根据上述专利文献的电源单元中，电气部件例如整流器被安装在固定至金属衬底的次级线圈处导体的连接部分的附近。因此，在次级线圈的连接部分附近，基板和金属制板的温度可能会增加，使得难以有效地辐射在次级线圈处产生的热。类似地，难以实现来自布置在相同区域附近的电气部件的热消散。

此外，当将次级线圈的导体连接至基板时，由于电流在基板中流动而导致基板自身产生热。结果，难以辐射在电气部件例如变压器或整流器处产生的热。

此外，可以在基板侧屏蔽从变压器和扼流线圈发射的电磁噪声。然而，关于基板的相对侧，如果不设置屏蔽板，则电磁噪声泄露到外部，使得电磁噪声可能会影响外围设备。构成电源单元的电气部件朝向基板延展的方向布置在基板上。因此，基板在表面方向上变得较大，由此电源单元的尺寸可能会变得较大。

发明内容

一种实施方式提供了具有良好的散热结构并且能够收缩其尺寸的电源单元。

作为实施方式的第一方面，电源单元包括：变压器，其具有初级线圈和次级线圈；初级部件，其构成连接至该变压器的初级线圈的初级电路；次级部件，其构成连接至该变压器的次级线圈的次级电路；扼流线圈，其构成用于使其输出电压平滑的平滑电路；基板，在该基板的表面上设置有该变压器、该初级部件、该次级部件和该扼流线圈，该基板接地；金属板，其电连接至该基板；以及连接构件，其将该初级部件和该变压器电连接。该初级部件和该变压器在该基板的法线方向上被层叠，使得该初级部件被布置在基板侧，从而构成第一层叠体；该金属板的至少一部分被布置成与靠近该初级部件的程度相比，更靠近该变压器，并且该金属板和该变压器通过接地线电连接，并且该接地线与该金属板之间的连接点被定位成与靠近该初级部件的程度相比，更靠近该变压器。

在上述电源单元中，变压器的接地线连接至与基板分离的金属板。因此，在变压器处产生的热可以被辐射至不同于基板的金属板。相应地，由次级线圈产生的热可以通过与其它电气部件(例如初级半导体部件、次级半导体部件和扼流线圈)的热辐射路径不同的热辐射路径而辐射。结果，可以有效地进行变压器的热消散并且同时还可以有效地进行来自其它电气部件的热消散。换言之，包括变压器的多个电气部件的热辐射路径可以被分配成多个热辐射路径，从而可以有效地实现整个电源单元的热消散。

此外，因为将变压器的接地线连接至基板不是必要的，所以可以避免流经次级线圈的电流(次级电流)也流经基板。相应地，可以避免由于电流流经基板而在基板处产生的热。结果，抑制了在基板处的温度的增加，从而可以有效地进行对安装在基板上的电气部件进行冷却。

初级半导体部件和变压器被层叠以形成第一层叠体。因此，用于安装初级半导体部件和变压器的空间可以在与基板的安装表面平行的方向上收缩。因此，可以使基板收缩，此外，也可以使电源单元收缩。